安徽工程大学 化工原理课程设计 乙醇—水连续操作的板式精馏塔的设计 精馏段塔板负荷性能图

12345678910 min(2)'0.7790.6780.789''0.6780.55D q q q x y R y x --===-- 所以，min min(2)0.854R R ==可取操作回流比min 1.2(/ 1.4)R R R ==3.2 塔顶产品产量、釜残液量的计算以年工作日为300天，每天开车24小时计，进料量为：3150001080.5/3002425.88F kmol h ⨯==⨯⨯ 由全塔的物料衡算方程可写出：F D W =+ 28.79/D kmol h =f D W Fx Dx Wx =+ 51.71/W kmol h =3.6 全塔效率的估算用奥康奈尔法('O conenell )对全塔效率进行估算： 由相平衡方程式1(1)xy xαα=+-可得(1)(1)y x x y α-=-根据乙醇~水体系的相平衡数据可以查得：10.7788D y x == 10.739x =(塔顶第一块板)0.511f y = 0.170f x =(加料板)0.002w x = 0.024w y =(塔釜)取'80t mm =时画出的阀孔数目只有60个，不能满足要求，取'65t mm =画出阀孔的排布图如图1所示，其中75,'65t mm t mm ==总阀孔数目为49N =个5.3.3 校核气体通过阀孔时的实际速度：02049.6/SV u m s d Nπ== 实际动能因数：09.6 1.03359.76F =⨯=(在9~12之间) 开孔率：220(0.039)49100%100%11.6%440.5024T d N A ππ⨯⨯⨯=⨯==⨯阀孔面积塔截面积开孔率在10%~14之间，满足要求。

6. 流体力学验算6.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降)p h33max min ()0.931/,()0.378/S S V m s V m s ==所以，塔的操作弹性为0.931/0.378 2.463=有关该浮阀塔的工艺设计计算结果汇总于表7表7 浮阀塔工艺设计计算结果项目 数值与说明备注 塔径,D m 0.8 板间距,T H m 0.4 塔板型式 单溢流弓形降液管 分块式塔板空塔气速,/u m s 1.476 溢流堰长度,W l m 0.600 溢流堰高度,W h m 0.05 板上液层高度,L h m0.0131。

v .. . ..目录摘 要 (2)设计任务 (3)第一章 设计概述 (4)1.1塔设备在化工生产中的作用与地位 (4)第二章 设计方案的确定及流程说明 (5)2.1 塔型选择 ................................................................................................................ 5 2.2 操作流程 (5)第三章 塔的工艺计算 (6)3.1查阅文献，整理有关物性数据 (6)3.1.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 .............................................................. 6 3.1.2平均摩尔质量 ................................................................................................ 7 3.2全塔物料衡算 ......................................................................................................... 7 3.3塔板数的确定 (7)3.3.1理论塔板数T N 的求取 .................................................................................... 7 3.3.2全塔效率的估算 ............................................................................................ 8 3.3.3实际塔板数 (9)第四章 精馏塔及吸收塔主体尺寸的计算 (11)4.1 精馏段与提馏段的汽液体积流量 (11)4.2 塔径的计算 (13)4.3 塔高的计算 (15)4.4. 塔板结构尺寸的确定 (16)4.5 弓形降液管 (17)第五章塔的主要附属设备 (20)8.1冷凝器 (20)8.2预热器 (21)附录 (23)设计结果一览表 (23)摘要此设计针对乙醇-水的精馏、吸收问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的设计过程。

目录链接：安徽工程大学化工原理课程设计乙醇—水连续板式精馏塔的设计目录_百度文库
图一链接：乙醇—水二相平衡相图t-x-y相图_百度文库
图二链接：求全塔的相对挥发度_百度文库
图三链接：求全塔温度_百度文库
图四链接：乙醇-水二相平衡相图x-y相图_百度文库
图五、六、七链接：水-乙醇连续操作的板式精馏塔理论塔板级数的确定_百度文库
图八、九链接：不同温度下乙醇与水的密度曲线_百度文库
图十链接：安徽工程大学化工原理课程设计乙醇—水连续操作的板式精馏塔的设计精馏段塔板负荷性能图_百度文库
图十一链接：安徽工程大学化工原理课程设计乙醇—水连续操作的板式精馏塔的设计提馏段塔板负荷性能图_百度文库
汇总表链接：乙醇—水连续板式精馏塔的设计精馏塔设计结果汇总表_百度文库。

- -目录摘要 (2)设计任务 (4)第一章设计概述 (6)1.1塔设备在化工生产中的作用与地位 (6)第二章设计方案的确定及流程说明 (7)2.1 塔型选择 (7)2.2 操作流程 (7)第三章塔的工艺计算 (8)3.1查阅文献，整理有关物性数据 (8)3.1.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (9)3.1.2平均摩尔质量 (9)3.2全塔物料衡算 (9)3.3塔板数的确定 (9)3.3.1理论塔板数T N的求取 (9)3.3.2全塔效率的估算 (11)3.3.3实际塔板数 (12)第四章精馏塔及吸收塔主体尺寸的计算 (13)4.1 精馏段与提馏段的汽液体积流量 (13)4.2 塔径的计算 (15)4.3 塔高的计算 (18)4.4. 塔板结构尺寸的确定 (19)4.5 弓形降液管 (20)第五章塔的主要附属设备 (23)8.1冷凝器 (23)8.2预热器 (24)附录 (26)设计结果一览表 (26)摘要此设计针对乙醇-水的精馏、吸收问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的设计过程。

通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，以保证过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。

关键词：吸收塔，筛板塔，精馏段，提馏段，乙醇，水AbstractThe sieve tray tower is one kind of main gas-liduid mass transfer equipment in Chemical production . This design for ethanol - water distillation analysis of the problem, selection, calculation, accounting, graphics, etc, is a more complete distillation design process.Through the calculation of sieve tray tower,we can get various designs of sieve tray tower,such as tower process,production operating conditions and physical parameters is reasonable to ensure the smooth progress of distillation process and to improve efficiency as much as possible.Keywords: sieve tray tower，absorb tower，rectifying section, stripping section, ethanol,water设计任务一、设计题目乙醇-水溶液连续生产高浓度乙醇设计。

前言转眼之间，我们已经结束了大三的学习。

在这三年的学习当中，我们系统的学习了化工原理，物理化学，无机化学，有机化学，分析化学，化工设备与机械基础，机械制图，化工热力学等方面的知识，初步掌握了化学生产与化学设备之间的相互关系。

在李志礼老师的指导下，我们开始了化工原理课程设计。

实践是检验真理的唯一标准，学习了那么多的理论知识以后，终于有机会在现实过程中运用自己学习到的知识。

在这次设计过程中，我们得到了老师学长学姐们很多的帮助，在此对他们表示衷心的感谢，由于我们所知识的有限和能力的不足，在设计过程中难免会遇到设计不合理，考虑不周全的地方，希望老师给予理解与指导，我们会更加努力，争取做得更好。

设计者： 2011.7.6目录第一章设计题目与要求1.1 设计题目…………………………………………………………………………1.2 任务要求与数据……………………………………………………………第二章筛板式精馏塔的工艺设计与计算2.1 塔板数的确定2.2 塔径的确定第一章设计题目与要求1.1设计题目：乙醇—水溶液连续板式精馏塔设计1.2任务要求与数据：1、设计一连续精馏塔分离乙醇和水，具体工艺参数如下：（1）原料乙醇含量：质量分率40%（2）年产量：30000t（3）摩尔分率：x D=0.82；x W=0.022、工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝，泡点进料，泡点回流，R=（1.2~2）R min。

3、设备形式筛板塔。

4、设计工作日每年330天，每天24小时连续运行。

第二章 筛板式精馏塔的工艺设计与计算2.1 塔板数的确定2.1.1全塔物料衡算原料液中：设 乙醇（A ）; 水（B ） 查附表得: M A =46.07 M B =18.02由已知条件可知：x F =0.4 x D =0.82 x W =0.02 年产量：30000t 每年330天，每天24小时连续运行h /34kmol .92)02.18*18.007.46*82.0(*24*33030000000=+=D由 F = D + Wx F *F=xD*D+x W *W得 F=194.4（kmol/h ），W=102.6（kmol/h ），由t-x(y)图用内插法可知: 塔顶温度t D = 78.3℃，塔底温度t w = 95.3℃平均温度℃8.8623.953.78=+=t进料温度：=f t 80.7℃相对挥发度的确定当t=95.5℃时：1(1)0.17(10.019)(1)(10.17)0.019BAABy xy xy xy xα-⨯-===--⨯=10.58当t=89.0℃时：2(1)0.3891(10.0721)8.20(1)(10.3891)0.0721A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=86.7℃时：3(1)0.4375(10.0966)7.27(1)(10.4375)0.0966A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=85.3℃时：4(1)0.4704(10.1238) 6.29(1)(10.4704)0.1238A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=84.1℃时：5(1)0.5058(10.1661)(1)(10.5058)0.1661BAABy xy xy xy xα-⨯-===--⨯=5.20当t=82.7℃时：6(1)0.5445(10.2337) 3.92(1)(10.5445)0.2337A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=82.3℃时：7(1)0.558(10.2608) 3.58(1)(10.558)0.2608A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=81.5℃时：8(1)0.5826(10.3273) 2.87(1)(10.5826)0.3273A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=80.7℃时：9(1)0.6122(10.3965)(1)(10.6122)0.3965BAABy xy xy xy xα-⨯-===--⨯=2.40当t=79.8℃时：10(1)0.6564(10.5079) 1.85(1)(10.6564)0.5079A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=79.7℃时：11(1)0.6599(10.5198) 1.79(1)(10.6599)0.5198A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=79.3℃时：12(1)0.6841(10.5732) 1.61(1)(10.6841)0.5732A BB Ay x y x y x y x α-⨯-====--⨯当t=78.74℃时：13(1)0.7385(10.6763) 1.35(1)(10.7385)0.6763A BB Ay x y x y x y x α-⨯-====--⨯当t=78.41℃时：14(1)0.7815(10.7472)(1)(10.7815)0.7472BAABy x y xy xy xα-⨯-===--⨯=1.21平均相对挥发度n n αααα...21==29.321.135.1...20.858.1014=⨯⨯⨯⨯泡点进料，泡点回流4.0x x 1q q ==∴=FxD=0.82α=3.29∴0.69x 11x *y qq q =+=）—（αα 46.0min =--=qq q D x y y x R回流比系数我们取折中值1.6R=1.6Rmin=0.73根据理论板数的捷算法有m i n ()(1)R R R -+=0.156由吉利兰关联图54.4lg )]x x -1)(x -1x[(lg ww D D min==αN→得5.01min=+-NNN →N=10块操作方程的确定精馏段：V =(R+1)D =(0.73+1)⨯92.34=159.25（kmol/h ），L =RD =0.73×92.34 =67.41（kmol/h ），提馏段：V =V –(1-q)F =159.75kmol/h ），-L =L ＋qF = 67.41+ 1×194.4=261.8（kmol/h ）， 则精馏段操作线方程： 111+++=+R x x R Ry D n n =0.422x n ＋0.474 提馏段操作线方程：y n+1 = 0128.0-639x .1x x n n =-+VF D X V L FD全塔效率塔顶温度t D = 78.3℃， 塔底温度t w = 95.3℃ ， 进料温度：=f t 80.7℃平均温度℃8.8623.953.78=+=t[8]由表用内差法求86.8℃ 下的粘度：μA= 0.449mpas ，μB =0.332mpas①则平均粘度μL = x F μA ＋（1－x F ）μB=0.4*0.449+（1-0.4）*0.332=0.379mpasαμL =3.29*0.379=1.246②求全塔效率E T由αμL =1.246，由《化学化工物性数据手册》164页图10-20查得464.0)246.1(*49.0)*(49.0245.0245.0===--L T E μα ③求实际板数由TTE N N =得N=21.5≈22块 2.2精馏段物料衡算物料组成：塔顶温度t D = 78.3℃， 塔底温度t w = 95.3℃ ， 进料温度：=f t 80.7℃平均温度℃8.8623.953.78=+=t查表2-1 得(1)塔顶 y 1= X D = 0.82 α= 3.29 nnn y y )1(x --=αα x 1=0.58(2)进料 x f =0.3965 y f =0.6122平均分子量 m M（1）塔顶：MVDm=0.82⨯46.07+(1-0.82)⨯18.02=41.54（mol g /）MLDm=0.58⨯46.07+(1-058)⨯18.02=34.29（mol g /）(3)(2)进料: MVFm=0.6122⨯46.07+(1-0.6122)⨯18.02=35.19（mol g /）MLFm=0.3965⨯46.07+(1-0.3965)⨯18.02=29.14（mol g /）平均分子量MVm =2VFmVDm M M +=38.37（mol g /）MLm =2LFMLDM M M +=31.72（mol g /）平均密度m ρ 由书]3[：1/LM ρ=a A /LA ρ+a B /LB ρ 塔顶：在78.3℃下：LA ρ=744.5(3/m kg ) LB ρ=972.96(3/m kg )LMDρ1=0.82/744.5+0.18/972.96 则LMD ρ=777.36(3/m kg )进料:在进料温度80.7℃下：LA ρ=741.5 (3/m kg ) LB ρ=971.4(3/m kg )a A =627.002.18)3965.01(07.46*3965.007.46*3965.0=-+LMFρ1=4.971)627.01(5.741627.0-+ 则LMF ρ=813.01(3/m kg ) 即精馏段的平均液相密LM ρ=(777.36+813.01)/2=795.18(3/m kg ) 平均气相密度VM ρ=RT PM VM =30.1)8.8615.273(*314.837.38*325.101=+(3/m kg ) 液体表面张力m σ(1) 塔顶: 查图表求得在78.3℃下：（物化手册）9.17=A σm mN / 89.62=B σm mN /(mN/m)00.2689.62*18.09.17*82.0=+=MD σ(m mN /)(2) 进料: 在80.7℃下：m mN / m mN A /86.17=σ m mN B /47.62=σm mN MF /78.4447.62*)3965.01(86.17*3965.0=-+=σ (m mN /)则 m σ=(MD σ+MF σ)/2=(26.00+44.78)/2=35.39(m mN /)气液负荷的计算由已知条件V =159.75h kmol / L =67.41h kmol / 得S V =VMVMvm ρ3600=31.130.1*360037.38*75.159= (s m /3) S L =LM LM LM ρ3600=00075.018.795*360072.31*41.67= (s m /3)塔径D 的计算两相流动参数计算如下LV F =VsLs∴LV F =0142.030.118.79531.100075.0=参考化工原理下表10-1(p129)，我们取板间距 H T =0.45m m 6.00=L h H T -m 39.0=L h参考化工原理下图10-42筛板的泛点关联得：C 20f =0.081f C =2.02020⎪⎭⎫⎝⎛σf C =091.0)2035.39(081.02.0= u =f 5.02.02020⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛VVL f C ρρρσ=s m /25.2)30.130.118.795(*091.05.0=- 本物系不易起泡,取泛点百分率为85%，可求出设计气速n u '=0.85⨯2.25=1.91s m /)m u V D S 934.091.1*14.331.1*44===π 根据塔设备系列化规格，将D '圆整到D=1m 作为初选塔径，因此重新校核流速us m D V u s n /668.11*31.1*4422===ππ 实际泛点百分率为%3.74250.2668.1==f n u u222785.01785.04m D A T =⨯==π塔板详细设计由于S L =0.000753m /s ，D=1m ，所以2.7（m3/h ）<45(m3/h).根据《化工原理（下）》表10-2选择单溢流,弓形降液管，不设进口堰。

摘要本设计采用板式精馏塔（浮阀塔）分离乙醇—水溶液，年处理量10620吨，进料组成（质量分数）35.4%，塔顶产品组成92.5%，塔底产品组成0.05%。

首先找出乙醇—水溶液的气液平衡数据，然后利用Excel作图，求出最小回流比为3.23,，再建立总费用和最小回流比之间的关系，求出实际回流比为6.46，逐板计算确定理论板数，利用塔板效率求出实际板数，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径D T=1.2m，塔高H=30.2m。

进而对塔的流体力学性能进行验算，利用塔设备的强度要求确定塔体壁厚，再利用产量和分离要求确定塔的附属设备及其尺寸，使之符合要求。

关键词：浮阀塔；回流比；实际板数；工艺尺寸AbstractThe design use the float valve tower distilling and separating the ethanol-water solution, the handing capacity is 10620 tons ,the feed composition (wt%) is 35.4%, the composition of top product is 92.5% and the bottom is 0.05%.At first , we find some necessary date and then use “Excel” to make a drawing and obtain our minimum reflux ratio. Next , we establish the pattern between the reflux ratio and the total cost to select our optional reflux ratio .The reflux ratio is 6.46, and the theoretical and practical plate number of our tower is 13 and 26. We also calculated the size of the tower and the plate and we obtain that the diameter of the tower is 1.2 meters, the height of the tower is 30.2 meters. After the liquid mechanic calculation of the tower, it is suitable to the capable of this floating valve tower. By calculating the intensity of the tower , we can get the thickness of the tower ,then use the production and separation requirements to determine the size of the ancillary equipments of the tower.Keywords: ethanol-water solution; float valves; optional reflux ratio; liquid mechanic calculation; technology dimension目录目录 (1)引言 (3)第1章设计条件与任务 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计任务 (4)第2章设计方案的确定 (4)2.1操作条件的确定 (4)2.1.1 装置流程的确定 (5)2.1.2操作压力 (5)2.1.3进料状态 (5)2.1.4加热方式 (5)2.1.5冷却剂与出口温度 (6)2.1.6回流比的选择 (6)2.1.7热能的利用 (6)2.2确定设计方案的原则 (7)2.2.1满足工艺和操作的要求 (7)2.2.2满足经济上的要求 (7)2.2.3保证安全生产 (7)2.3 工艺流程 (8)3.1全塔物料衡算 (9)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (9)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (9)3.1.3原料液的进料流量 (9)3.1.4物料衡算 (9)3.2实际回流比及操作线方程 (10)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (10)3.2.2操作线方程 (11)3.2.3汽、液相热负荷计算 (11)3.3理论塔板数确定 (12)3.4实际塔板数确定 (13)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (15)3.5.1操作压力计算 (15)3.5.2操作温度计算 (15)3.5.3平均摩尔质量计算 (15)3.5.4平均密度计算 (16)3.5.5液体平均表面张力计算 (18)3.5.6液体平均黏度计算 (20)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)3.6.1塔径计算 (20)3.6.2精馏塔有效高度计算 (22)第4章塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1.1溢流装置计算 (23)4.1.2塔板设计............................................... 错误!未定义书签。

一、中英文摘要摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。

首先根据设计任务，确定操作条件。

比如：操作压力的确定、进料状态等的确定。

然后设计工艺流程草图。

根据确定的方案，确定具体的参数，即一个完整的设计就初步的确定了。

最后计算塔的工艺尺寸、浮阀的流体力学演算、塔板的负荷性能，最后根据计算选择合适的辅助设备。

关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。

Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme. At first,according to the designing task to determine the conduction of the operation,for example,determine the power on the operation,the state of feeding,the draft of the distillation process.On the basis of the program,determining the specific paramiters,then the whole design can be determined.At last,design the process size of the tower,the loading capability of the tower board,then choose the auxiliary epuipment according to the design. Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.1.1塔设备的类型塔设备是化工，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛应用的气液传质设备。

化工原理课程设计任务书1、设计题目：乙醇——水筛板式精馏塔的设计2、工艺操作条件：工艺条件：进料乙烯含量（表内）% (摩尔百分数，下同)；年开工8000小时。

塔顶乙醇含量不低于（表内）％，釜液乙醇不高于含量（表内）%设计条件：常压atm（绝压）塔顶全凝器泡点回流P1单板压降≤0.7kPa·塔顶浓度为含乙醇93%（摩尔分率），产量为2万吨/年；·塔釜为饱和蒸汽间接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0.3%（摩尔分率）；x（％，摩尔分率）：F x=20F。

·塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比：R=1.3Rmin3、设计任务：完成工艺设计与计算，画出塔板负荷性能图，有关附属设备的设计与选型，绘制工艺流程图和塔的工艺条件图，编写设计说明书。

目录化工原理课程设计任务书 (I)摘要 (V)前言 (6)查新 (7)绪论 (9)§1.1设计背景 (9)§1.2设计方案 (9)§1.3 设计思路 (9)§1.4选塔依据 (10)第一章精馏塔的工艺设计 (11)§ 1.1全塔工艺设计计算 (10)1.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 (10)1.1.2平均相对挥发度的计算 (10)1.1.3最小回流比的确定 (11)1.1.4物料衡算 (11)1.1.5精馏段和提馏段操作线 (11)1.1.6逐板法确定理论板数及理论加料板位置 (11)1.1.7全塔效率、实际塔板数及加料位置 (13)第二章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (14)§ 2.1 塔的工艺条件及物性数据计算 (14)2.1.1操作压强 P (14)2.1.2操作温度 T (14)2.1.3塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (15)2.1.4精馏段和提馏段各组分的密度 (15)2.1.5液体表面张力的计算 (18)2.1.6液体粘度μm (21)2.1.7相对挥发度 (22)2.1.8混合物的粘度 (22)2.1.9气液负荷计算 (22)§2.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (23)2.2.1塔径 D (23)2.2.2液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确定 (24)2.2.3塔板布置 (25)2.2.4筛孔数 n 及开孔率φ (26)2.2.5塔有效高度Z (26)2.2.6塔高的计算 (27)§2.3筛板塔的流体力学校核 (27)2.3.1板压降的校核 (27)2.3.2液沫夹带量eV的校核 (28)2.3.3漏液点的校核 (28)2.3.4溢流液泛条件的校核 (28)§2.4塔板负荷性能图 (29)2.4.1漏液线 (29)2.4.2液沫夹带线 (29)2.4.3 液相负荷下限线 (30)2.4.4 液相负荷上限线 (31)2.4.5溢流液泛线 (31)2.4.6 塔气液负荷性能图 (32)2.4.7 热量衡算： (33)第三章塔的附属设备的计算 (36)§3.1塔顶冷凝器设计计算 (36)3.1.1 确定设计方案 (36)3.1.2 确定物性数据 (36)3.1.3热负荷Q的计算 (36)3.1.4传热面积的计算 (36)3.1.5换热器工艺结构尺寸 (37)3.1.6 核算总传热系数K0 (38)1.管程表面传热系数计算 (39)2. 计算壳程对流传热系数 (39)3. 确定污垢热阻RS (39)4. 核算总传热系数K0 (39)5. 传热面积裕度 (40)3.1.7 壁温核算 (40)3.1.8 换热器内流体的流动阻力（压降） (40)§3.2 接管设计 (41)3.2.1进料管 (41)3.2.2 回流管 (41)3.2.3釜液出口管 (42)3.2.4塔顶蒸汽管 (42)3.2.5加热蒸汽管 (42)3.2.6管线设计结果表 (42)§3.3 泵的选型 (43)第四章设计结果汇总 (45)结束语 (47)参考文献 (48)主要符号说明 (49)附录 (51)摘 要化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。

化工原理课程设计任务书 (2)一设计题目：乙醇－水连续精馏筛板塔的设计 (2)二设计任务 (2)三操作条件 (2)四设计要求 (2)五设计说明书的要求 (2)六时间及地点 (2)第一章前言 (3)第二章绪论 (3)2.1设计方案 (3)2.2选塔依据 (4)2.3设计思路 (4)第三章塔板的工艺设计 (5)3.1物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (5)3．3热量衡算 (9)3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)3.6塔板主要工艺尺寸 (16)第四章筛板的流体力学验算 (18)4.1塔板压降 (18)4.2液沫夹带量 (20)4.3漏液 (20)4.4液泛 (20)4.5塔板负荷 (21)第五章附属设备及主要附件的选型和计算 (24)5.1附属设备设计 (24)5.2其它构件 (25)第六章塔总体高度的设计 (27)6.1塔的顶部空间高度 (27)6.2塔的底部空间高度 (27)6.3塔总体高度 (27)第七章筛板塔的工艺设计结果汇总 (27)第八章设计评述及心得 (29)第九章参考文献 (30)化工原理课程设计任务书一 设计题目：乙醇－水连续精馏筛板塔的设计 二 设计任务(1)原料液中乙醇含量：质量分率=27%（质量），其余为水。

(2)塔顶产品中乙醇含量不得低于94%（质量分率）。

(3)残液中乙醇含量不得高于0.2%（质量分率）。

(4)生产能力：45000t/y 乙醇产品，年开工330天。

三 操作条件（1）精馏塔塔顶压强：4.0kPa(表压) （2）进料热状态：50F t =℃ （3）回流比：min R 1.5R = （4）单板压降：0.7kPa ≤ （5） 冷凝器冷却剂：水 （6）冷却剂温度122540t ==℃;t ℃ （7）再沸器加热剂：饱和水蒸气，压力：P=3atm(表压)，热损失：1B Q 5%Q = 四 设计要求(1)对精馏过程进行描述 (2)对精馏过程进行物料衡算和热量衡算 (3)对精馏塔进行设计计算 (4)对精馏塔的附属设备进行选型(5)画一张精馏塔的装配图。

符号说明A p ——塔板鼓泡区面积，m2； A f ——降液管截面积，m2；A0——筛孔面积，m2； A T——塔截面积，m2；C ——负荷系数，无因次； C20——20dyn/cm时的负荷系数，无因次C f——泛点负荷系数，无因次； C p——比热，kJ/kg&S226;K；d0 ——筛孔直径，m； D ——塔径，m；D ——塔顶产品流量，kmol/h或kg/h；e V——雾沫夹带量，kg(液)/kg(气) ；E ——液流收缩系数，无因次 E T——总板效率或全塔效率，无因次；F ——原料流量，kmol/h或kg/h；g ——重力加速度，m/s2； h d——干板压降，m；h d——液体通过降液管的压降，m；ht ——气相通过塔板的压降，m； h f——板上鼓泡层高度，m；hl ——板上液层的有效阻力，m； h L——板上液层高度，m；h0——降液管底隙高度，m； h0w——堰上液层高度，m；hp ——与单板压降相当的液柱高度，m； h W ——溢流堰高度，m；hσ——与克服表面张力的压强降相当的液柱高度，m；H d——降液管内清液层高度，m； H T——塔板间距，m；I ——物质的焓，kJ/kg； K ——稳定系数，无因次；l——堰长，m； L S——塔内液体流量，m3/s；wM ——分子量； n ——筛孔总数；N T ——理论板数； N ——实际板数；P ——操作压强，Pa；ΔP——单板压强，Pa；ΔP p——通过一层塔板的压强降，Pa/层； Q ——热负荷，kJ/h；q ——进料热状况参数，无因次； Q B——再沸器热负荷，kJ/h；Q C——全凝器热负荷，kJ/h； Q L ——热负荷损失，kJ/h；r ——汽化潜热，kJ/kg； R ——气体常数，8314J/kmol&S226;K；R ——回流比，无因次 t ——温度，℃或K；t ——孔心距，m； T ——温度，℃或K；T S ——塔顶温度，℃或K； T`S——回流液温度，℃或K；u ——空塔气速，m/s； U max——极限空塔气速，m/s；U a——按板上层液上方有效流通面积计的气速，m/s；u0——筛孔气速，m/s； u0M——漏液点气速，m/s；u′o ——降液管底隙处液体流速，m/s；V ——精馏段上升蒸气量，kmol/h； V h ——塔内气相流量，m3/h；V s ——塔内气相流量，m3/s； V′——提馏段上升蒸气量，kmol/h；W ——釜残液流量，kmol/h或kg/h W h ——加热蒸气量，kg/h；W c ——边缘区宽度，m； W d ——弓形降液管的宽度，m；W S——破沫区宽度，m； x ——液相组成，摩尔分率；y ——气相组成，摩尔分率； Z ——塔的有效高度，m。